
Время искажается — меняются ли законы физики?
Вселенная предоставляет уникальную возможность для испытания законов физики, в частности, теорий Леонарда Эйлера и Альберта Эйнштейна. Эйлер описал движение небесных тел с помощью дифференциальных уравнений, а Эйнштейн — влияние этих тел на искажение пространства-время. Но после открытия темной материи и ускорения расширения Вселенной возник вопрос: могут ли уравнения объяснить эти загадочные явления? Команда из Женевского университета разработала первый метод для ответа на этот вопрос. Он основан на измерении искажения времени — параметра, который до сих пор не использовался. Результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Теории Леонарда Эйлера (1707–1783) и Альберта Эйнштейна (1879–1955) изменили наше понимание Вселенной. С помощью знаменитого уравнения, названного в его честь, Эйлер дал ученым мощный инструмент для расчета движения галактик в космосе. Своей теорией общей относительности, Эйнштейн показал, что Вселенная не застывшая сцена: она может искажаться под влиянием звездных скоплений и галактик.
Физики проверяли эти уравнения разными способами, которые до недавних пор доказывали их успешность. Однако два открытия продолжали ставить эти модели под сомнение: ускорение расширения Вселенной и существование невидимой темной материи, которая, как полагают, составляет 85% всей материи в космосе. Подчиняются ли эти загадочные явления уравнениям Эйнштейна и Эйлера? На этот вопрос исследователи пока не могут ответить.
— Камиль Бонвен, доцент кафедры теоретической физики факультета наук Женевского университета и первый автор статьи.
Исследователи не могли различить достоверность этих двух уравнений на самом краю Вселенной, потому что им не хватало одного «ингредиента» — измерения искажения времени.
— Камиль Бонвен.
Если искажение времени не равно сумме времени и пространства — то есть результату, который дает теория общей относительности, — это означает, что модель Эйнштейна не работает. Если искажение времени не соответствует скорости галактик, рассчитанной с помощью уравнения Эйлера, это означает, что последнее неверно.
— Левон Погосян, профессор кафедры физики Саймон-Фрейзерского университета в Канаде и соавтор статьи.
Результаты исследования внесут важный вклад сразу в несколько миссий, целью которых является определение причины ускоренного расширения Вселенной и природы темной материи. К ним относятся космический телескоп EUCLID, который будет запущен в июле 2023 года Европейским космическим агентством (ESA) при сотрудничестве с Женевским университетом, а также Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), который начал свою пятилетнюю миссию в 2021 году в Аризоне. Есть также международный проект гигантского радиотелескопа SKA (Square Kilometer Array) в Южной Африке и Австралии, который начнет наблюдения в 2028/29 годах.
— Камиль Бонвен.
Теории Леонарда Эйлера (1707–1783) и Альберта Эйнштейна (1879–1955) изменили наше понимание Вселенной. С помощью знаменитого уравнения, названного в его честь, Эйлер дал ученым мощный инструмент для расчета движения галактик в космосе. Своей теорией общей относительности, Эйнштейн показал, что Вселенная не застывшая сцена: она может искажаться под влиянием звездных скоплений и галактик.
Физики проверяли эти уравнения разными способами, которые до недавних пор доказывали их успешность. Однако два открытия продолжали ставить эти модели под сомнение: ускорение расширения Вселенной и существование невидимой темной материи, которая, как полагают, составляет 85% всей материи в космосе. Подчиняются ли эти загадочные явления уравнениям Эйнштейна и Эйлера? На этот вопрос исследователи пока не могут ответить.
Проблема в том, что текущие космологические данные не позволяют нам различить теорию, которая нарушает уравнения Эйнштейна, от теории, которая нарушает уравнение Эйлера. Это то, что мы демонстрируем в нашем исследовании. Мы также представляем математический метод для решения этой проблемы. Это результат десятилетних исследований
— Камиль Бонвен, доцент кафедры теоретической физики факультета наук Женевского университета и первый автор статьи.
Исследователи не могли различить достоверность этих двух уравнений на самом краю Вселенной, потому что им не хватало одного «ингредиента» — измерения искажения времени.
До сих пор мы умели измерять только скорость небесных объектов и сумму искажения времени и пространства. Мы разработали метод для получения этого дополнительного измерения, и это — своеобразная премьера
— Камиль Бонвен.
Если искажение времени не равно сумме времени и пространства — то есть результату, который дает теория общей относительности, — это означает, что модель Эйнштейна не работает. Если искажение времени не соответствует скорости галактик, рассчитанной с помощью уравнения Эйлера, это означает, что последнее неверно.
Это позволит нам узнать, существуют ли во Вселенной новые силы или материя, которые нарушают эти две теории
— Левон Погосян, профессор кафедры физики Саймон-Фрейзерского университета в Канаде и соавтор статьи.
Результаты исследования внесут важный вклад сразу в несколько миссий, целью которых является определение причины ускоренного расширения Вселенной и природы темной материи. К ним относятся космический телескоп EUCLID, который будет запущен в июле 2023 года Европейским космическим агентством (ESA) при сотрудничестве с Женевским университетом, а также Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), который начал свою пятилетнюю миссию в 2021 году в Аризоне. Есть также международный проект гигантского радиотелескопа SKA (Square Kilometer Array) в Южной Африке и Австралии, который начнет наблюдения в 2028/29 годах.
Наш метод уже внедрен в эти различные миссии. Это уже случилось для DESI, с которыми мы стали внешними сотрудниками благодаря этому исследованию. Научная команда успешно протестировала модель на синтетических каталогах галактик. Следующий шаг — применение ее к реальным данным
— Камиль Бонвен.
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

Скрытые миллиарды: население Земли оказалось гораздо больше, чем считалось
Новые исследования бросают вызов официальным демографическим данным....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...

Гигантский айсберг скрывал древнюю живую экосистему
Губки и кораллы благоденствуют на обнажившемся морском дне в месте, ранее недоступном взгляду....